Puntos cuánticos para un mundo sustentable

Científicos chilenos investigan en la Antártida cómo sintetizar de forma natural los "quantum dots", unas nanopartículas que podrían ayudar a generar energía solar y tener aplicaciones en biomedicina

Por Noelia González

El científico Juan Pablo Monrás toma muestras de tierra en la Isla del Rey Jorge, en las Islas Shetland del Sur, Antártica

Las microbacterias antárticas capaces de sintetizar unas nanopartículas llamadas quantum dots o puntos cuánticos podrían ayudar a generar energía solar y también usarse en biomedicina, según el proyecto que actualmente desarrolla en la Antártida un grupo de científicos chilenos.

La investigación, a cargo del Laboratorio de Microbiología y Nanotecnología de la Universidad Andrés Bello, está identificando microorganismos que viven en condiciones extremas, como la exposición a la luz ultravioleta y las condiciones de frío y calor intensos que se da en isla Decepción, en el archipiélago antártico de las Shetland del Sur.

Nosotros sabemos, por el trabajo en laboratorio, que esos microorganismos son muy resistentes a los metales y que pueden sintetizar unas nanopartículas llamadas 'quantum dots'", explica el bioquímico Juan Pablo Monrás

"Nosotros sabemos, por el trabajo en laboratorio, que esos microorganismos son muy resistentes a los metales y que pueden sintetizar unas nanopartículas llamadas 'quantum dots'", explica Juan Pablo Monrás, un joven bioquímico de 26 años que estos días participa en la 49ª Expedición Antártica Chilena.

Monrás, que está realizando un doctorado en microbiología, cuenta que estas nanopartículas ya se fabrican químicamente desde hace más de diez años, pero el reto ahora es sintetizarlas de forma natural.

Medicina y energía

La naturaleza fluorescente de estas pequeñas porciones de materia puede ser útil para su aplicación en biomedicina, con el fin de detectar células cancerígenas, aunque todavía no existen registros de que se hayan empleado con pacientes.

Además, como son semiconductoras, pueden usarse para fabricar paneles solares de nueva generación, que son más eficientes, y nanocircuitos, para los chips de los computadoras.

"Sintetizar los puntos cuánticos químicamente es muy complicado y tiene un costo muy alto, porque se necesitan cámaras sin oxígeno y se usan solventes y otros compuestos altamente tóxicos", señala Monrás.

Pero además de que los quantum dots obtenidos en laboratorio son muy caros (un gramo cuesta US$ 5.000), no se pueden emplear con fines medicinales en seres humanos, por contener aleaciones de metales pesados, como el cadmio.

Sintetizar de forma natural los que se encuentran en los microorganismos antárticos resolvería estos problemas e incluso abriría la puerta a otras aplicaciones que hoy día se desconocen.

Sintetizar los puntos cuánticos químicamente es muy complicado y tiene un costo muy alto, porque se necesitan cámaras sin oxígeno y se usan solventes y otros compuestos altamente tóxicos", señala Monrás

"Por lo tanto, es una alternativa ambientalmente mucho más amigable, más ecológica y menos costosa", concluye el bioquímico.

Una vez que finalice la recogida de sedimentos en diferentes partes del territorio antártico, el equipo analizará las muestras y las reproducirá en las mismas condiciones de temperatura y ambiente en que fueron extraídas.

Así, por ejemplo, las llamadas bacterias termófilas, encontradas en la zona expuesta a los gases y vapores de origen volcánico de isla Decepción, serán desarrolladas a 50 grados de temperatura. En tanto, las cicrófilas serán reproducidas a bajas temperaturas y las resistentes a los metales, en un medio con alta concentración.

"El trabajo de laboratorio es bastante rápido; de las muestras que sacamos el año pasado, ya tenemos aislados unos 300 microorganismos, y aunque probablemente algunos de ellos se repitan, puede haber unas 100 bacterias diferentes", explica.

Encontrar estas nanopartículas también es posible en los géiseres del Tatio, en el desierto chileno de Atacama, pero en la Antártida hay mayor diversidad y además están menos expuestas a la contaminación por la presencia de los seres humanos.

Ciencia antártica

Otra de las ventajas de trabajar en el "continente blanco" es que hay una importante comunidad científica integrada por investigadores de distintos países que comparten sus experiencias.

"Tener tantas disciplinas unidas ayuda mucho a la investigación", asegura Monrás. En su opinión, la ciencia antártica ha experimentado un notable crecimiento gracias a las expediciones que desde hace medio siglo viene desarrollando el Instituto Antártico Chileno (INACH).

"La gracia de ser científico es que uno siempre tiene una pregunta que quiere contestar; eso es lo que nos motiva", asegura este joven investigador, quien ve en la Nanotecnología "una forma de ayudar al planeta tratando de bajar los costos de producción y desarrollando sistemas amigables con el medioambiente".

Temas:

Ciencia nanopartículas Antártida Recomendadas